KR100309178B1 - Process and plant for pickling materials made of steel, in particular stainless steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트립이 적어도 한가지 산세척산과 함께 적어도 한가지의 산세척조를 통해 통과하는, 강, 특히 스테인레스강으로 된 재료 스트립을 산세척하는 방법에 관한 것이다. 무엇보다도 산 농도 및/또는 산 조성을 재료 품질, 예비처리 및 산세척 플랜트의 조작 변수의 기능으로서 조절하는 것이 특징이다. 또한 본 발명은 서로 다른 산 농도 및/또는 산 조성을 가진 적어도 두개의 순환 탱크를 구비하고 있는, 본 방법을 수행하기 위한 플랜트에 관한 것이다.The present invention relates to a method for pickling strips of material of steel, in particular stainless steel, in which the strip passes through at least one pickling bath with at least one pickling acid. Above all, it is characterized by adjusting the acid concentration and / or acid composition as a function of the material quality, pretreatment and operating parameters of the pickling plant. The invention also relates to a plant for carrying out the process, which is equipped with at least two circulation tanks having different acid concentrations and / or acid compositions.
Description
본 발명은 강, 특히 스테인레스강으로 된 재료를 산세척하는(pickling) 방법에 관한 것이며, 여기서 스트립(strip)은 적어도 한가지의 산세척산과 함께 적어도 한가지의 산세척조를 통과한다. 본 발명은 또한 본 방법을 수행하는 플랜트(plant)에 관한 것이다.The present invention relates to a method of pickling steel, in particular stainless steel, wherein the strip passes through at least one pickling bath with at least one pickling acid. The invention also relates to a plant for carrying out the method.
스테인레스강으로부터 평편(flat) 강제품을 제조할 때, 통상적으로 강 스트립의 표면에 스케일(scale) 층이 생성된다. 이러한 스케일 층은 산세척에 의해 제거된다. 통상적으로 산세척 매질로서 혼합 산(플루오로수소산 및 질산)이 사용된다. 산세척 조작에서 혼합산을 사용하는 것은 슬러지 형성 때문에 대부분의 플랜트에서 많은 문제점을 야기시킨다. 산세척될 재료에 대한 산세척 시스템의적용(adaptation)이 단지 서서히 일어나기 때문에, 일정 순서로 번갈아 원하는 재료 품질을 산세척하도록 공장들이 강요받고 있다. 이러한 생산 지연은 추가의 매우 높은 저장 비용을 초래한다. 요구 조건(requirements)에 대한 산세척조 활성(activity)의 적용 속도를 증가시키기 위하여, 공지 플랜트는 온도 조절에 의해 원하는 조작 조건에 대한 산세척조 활성을 적용하고 있다. 이것은 온도 조절 범위가 비교적 좁기 때문에, 어떤 위험을 초래한다. 일반적으로 가능한 30 ℃의 온도 변화 때문에 화학 반응 속도는 약 8배 증가될 수 있다. 그러나, 제조된 스테인레스강 등급의 다양성으로 인해, 금속 마모율이 100 이하의 배수(factor)로 달라질 수 있다. 쉽게 산세척된 재료의 품질은 통상적으로 과도 산세척된다.When producing flat steel products from stainless steel, a scale layer is typically produced on the surface of the steel strip. This scale layer is removed by pickling. Typically mixed acids (fluorohydrogen and nitric acid) are used as pickling medium. The use of mixed acids in pickling operations creates many problems in most plants because of sludge formation. Since the adaptation of the pickling system only to the material to be pickled occurs slowly, the plants are forced to pickle the desired material quality in turn. This production delay results in additional very high storage costs. In order to increase the rate of application of pickling bath activity to requirements, known plants are applying pickling bath activity to desired operating conditions by temperature control. This poses some danger, since the temperature control range is relatively narrow. In general, due to a possible temperature change of 30 ° C., the chemical reaction rate can be increased by about eight times. However, due to the variety of stainless steel grades produced, metal wear rates can vary by a factor of 100 or less. The quality of easily pickled materials is usually over pickled.
따라서, 본 발명의 목적은 스테인레스강 품질의 전체 범위에 대해 스테인레스강의 산세척방법을 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for pickling stainless steel over the full range of stainless steel qualities.
본 발명에 따라 재료 품질, 예비처리 및 산세척 플랜트에서 조작 변수의 기능(function)으로서 산 농도 및/또는 조성을 선택하는 것이 따라서 제안된다. 산 농도 및/또는 산 조성을 선택함으로서 현재 가능한 조작 범위가 온도 변화에 의해 상당히 확장될 수 있다.According to the invention it is therefore proposed to select acid concentrations and / or compositions as a function of operating variables in material quality, pretreatment and pickling plants. By selecting acid concentrations and / or acid compositions, the range of operations currently available can be significantly extended by temperature changes.
본 발명의 개선은 산 농도 및/또는 조성이 다른 저장 탱크로부터 산을 공급함으로서 산 처리(dosing)를 성취한다는 사실을 특징으로 한다. 산 농도 및/또는 산 조성이 다른 저장 탱크로부터 산세척조로 산을 공급하면, 원하는 산 농도 및/또는 산 조성이 적합한 방식으로 사용될 수 있다.An improvement of the invention is characterized by the fact that acid dosing is achieved by feeding acid from storage tanks having different acid concentrations and / or compositions. If the acid is fed into the pickling bath from a storage tank having a different acid concentration and / or acid composition, the desired acid concentration and / or acid composition can be used in a suitable manner.
본 발명의 바람직한 개선은 산세척조 온도가 또한 조절되는 사실을 특징으로한다. 산세척조 온도를 추가로 조절함으로서 산세척조 활성 범위 및 따라서 산세척될 스테인레스강 품질의 적합한 범위가 어떠한 산 농도 및/또는 산 조성에 대해 성취될 수 있다. 온도 한계에 도달되면, 간단히 다른 저장 탱크를 사용할 수 있다.A preferred refinement of the invention is characterized by the fact that the pickling bath temperature is also controlled. By further controlling the pickling bath temperature, a range of pickling bath activity and thus a suitable range of stainless steel quality to be pickled can be achieved for any acid concentration and / or acid composition. Once the temperature limit is reached, other storage tanks can simply be used.
본 발명의 바람직한 개선은 산 공급 유속이 조절된다는 사실을 특징으로 한다. 산 공급의 유속에 대한 적합한 조절에 의해 요구조건에 대한 산세척조 활성의 추가 적용이 단순한 방식으로 가능하다.A preferred refinement of the invention is characterized by the fact that the acid feed flow rate is controlled. By appropriate adjustment of the flow rate of the acid feed, further application of pickling bath activity to the requirements is possible in a simple manner.
본 발명의 바람직한 의도는 예비처리 단계의 조작 변수가 조절 된다는 사실을 특징으로 한다. 이것은 예비산세척 단계의 전류 밀도 및/또는 블래스팅 (blasting) 설비에서, 마모 브러쉬 또는 스케일 브리커(scale breaker)에서 조작 변수를 조절할 수 있다는 것을 의미한다. 예비처리 단계에서 조작 변수를 조절함으로서 따라서 원하는 산세척조 활성이 감소될 수 있으며, 따라서 적합한 산세척 효과가 산 농도, 산 조성, 산세척조 온도 및 유속의 조절 범위에서 성취될 수 있다.The preferred intention of the present invention is characterized by the fact that the operating parameters of the pretreatment step are adjusted. This means that in the current density and / or blasting plant of the pre-pickling stage, the operating parameters can be adjusted in wear brushes or scale breakers. By adjusting the operating parameters in the pretreatment step, the desired pickling bath activity can thus be reduced, so that a suitable pickling effect can be achieved in the control range of acid concentration, acid composition, pickling bath temperature and flow rate.
본 발명의 다른 바람직한 개선은 산 농도 및/또는 산 조성이 각 탱크로부터 산세척조에서 폐산세척액의 밀도의 기능으로서 선택되고 산세척조에 공급된다는 사실을 특징으로 한다. 폐산세척액의 밀도를 측정함으로서 산세척 효과가 슬러지 형성으로 인해 측정될 수 있으며 적절히 조절될 수 있다. 따라서 바람직하지 못한 슬러지의 형성이 간단한 방식으로 방지된다.Another preferred refinement of the invention is characterized by the fact that the acid concentration and / or acid composition is selected from each tank as a function of the density of the spent pickling liquor in the pickling bath and fed to the pickling bath. By measuring the density of the spent pickling liquor, the pickling effect can be measured due to sludge formation and can be adjusted accordingly. Thus, the formation of undesirable sludge is prevented in a simple manner.
본 발명의 바람직한 개선은 산 농도 및/또는 산 조성이 각 탱크로부터 폐산세척액의 전도도의 기능으로서 선택되며 산세척조로 공급된다는 사실을 특징으로 한다. 폐산세척액의 전도도는 산에서 금속부분의 척도이며, 이에 의해 과도한 슬러지 형성이 또한 방지될 수 있다. 적합한 조절로서 계량한 밀도 및 전도도의 조합은 밀도가 일차로 금속 함량에 의해 그러나 또한 질산 함량에 의해 영향을 받기 때문에 특히 바람직하다. 질산 함량의 영향을 보충하기 위하여, 전도도를 또한 고려하는 것이 바람직하다.A preferred refinement of the invention is characterized by the fact that the acid concentration and / or acid composition is selected as a function of the conductivity of the spent pickling solution from each tank and fed to the pickling bath. The conductivity of the waste acid wash is a measure of the metal part in the acid, whereby excessive sludge formation can also be prevented. The combination of density and conductivity metered as a suitable control is particularly preferred because the density is primarily influenced by the metal content but also by the nitric acid content. In order to compensate for the effects of nitric acid content, it is also desirable to consider the conductivity.
본 발명의 바람직학 개선은 소비된 산세척산이 재생된다는 사실을 특징으로 한다. 조작 비용을 낮게 유지하기 위하여, 산세척산을 적합한 재생 시스템으로 이동시킬 수 있다.The preferred refinement of the invention is characterized by the fact that spent pickling acid is recycled. To keep the operating costs low, the pickling acid can be moved to a suitable regeneration system.
본 발명의 바람직한 의도는 재생된 폐산세척액을 그의 조성에 따라 새로운 산과 혼합하고 산 저장 탱크로 다시 끌어 낸다는 사실을 특징으로 한다. 새로운 산과 적합한 혼합에 의해, 산 농도 및/또는 산 조성의 일정 수준이 각 탱크에서 유지될 수 있다.A preferred intention of the present invention is characterized by the fact that the recycled spent acid wash is mixed with fresh acid and drawn back into the acid storage tank, depending on its composition. By suitable mixing with fresh acid, a certain level of acid concentration and / or acid composition can be maintained in each tank.
본 발명은 또한 강, 특히 스테인레스강으로 된 재료 스트립을 산세척하기 위한 플랜트에 관한 것이며, 여기서 스트립은 적어도 한가지의 산세척산을 함유한 적어도 한가지의 산세척조를 통해 통과하며, 산 농도 및/또는 산 조성을 다르게 하면서 적어도 두개의 순환 탱크를 구비하는 사실을 특징으로 한다. 이러한 디자인은 산 농도 및/또는 산 조성의 신속한 변화를 허용하며 따라서 요구 조건에 대한 산세척 효과의 신속한 적용을 허용한다.The invention also relates to a plant for pickling strips of material of steel, in particular stainless steel, wherein the strip passes through at least one pickling bath containing at least one pickling acid, the acid concentration and / or acid It is characterized by the fact that it has at least two circulation tanks with different compositions. This design allows for rapid changes in acid concentration and / or acid composition and thus allows for quick application of pickling effects to the requirements.
본 발명의 바람직한 개선은 산세척조에 공급된 산을 한 순환탱크로부터 다른 것으로 교환함으로서 바꾼다는 사실을 특징으로 한다. 이것은 재생 시스템이 일정한 입구 농도 및 따라서, 일정한 초기 조건에서 가동된다는 것을 의미한다. 또한,분석에서 그리고 수동의 산 처리에서 실수가 방지되며, 따라서 제품 품질 및 플랜트의 효율을 개선한다.A preferred refinement of the invention is characterized by the fact that the acid supplied to the pickling bath is changed by exchanging from one circulation tank to another. This means that the regeneration system is operated at a constant inlet concentration and therefore constant initial conditions. In addition, mistakes are avoided in the analysis and in manual acid treatment, thus improving product quality and plant efficiency.
본 발명의 바람직한 의도는 폐산세척액에 대해 밀도 측정이 제공된다는 사실을 특징으로 한다. 폐산세척액의 밀도를 측정함으로서, 산세척 탱크애서 슬러지 형성이 단순한 방식으로 측정될 수 있으며 적합한 조절에 의해 최소화될 수 있다.A preferred intention of the present invention is characterized by the fact that a density measurement is provided for the spent pickling liquor. By measuring the density of the waste pickling liquor, sludge formation in the pickling tank can be measured in a simple manner and minimized by suitable control.
본 발명에 따른 설비의 바람직한 의도는 적어도 두개의 순환 탱크가 있는 적어도 두개의 산세척조가 각각 구비된다는 사실을 특징으로 한다. 산세척 플랜트가 두 단계로 이루어지면, 산세척 처리의 보다 큰 범위의 변형이 다른 농도 및/또는 조성의 산으로서 순환탱크를 채움으로서 성취될 수 있다.The preferred intention of the installation according to the invention is characterized by the fact that at least two pickling baths with at least two circulation tanks are each provided. If the pickling plant consists of two stages, a larger range of deformation of the pickling process can be achieved by filling the circulation tank with acids of different concentrations and / or compositions.
본 발명의 바람직한 개선은 산세척산의 온도를 조절하기 위한 순환 루프(loop)에 열교환기가 구비된다는 사실을 특징으로 한다.A preferred refinement of the invention is characterized by the fact that a heat exchanger is provided in a circulation loop for controlling the temperature of the pickling acid.
본 발명에 따른 플랜트의 바람직한 디자인은 유속 조절이 있는 펌프가 순환 루프에 구비된다는 사실을 특징으로 한다.The preferred design of the plant according to the invention is characterized by the fact that a pump with flow control is provided in the circulation loop.
본 발명의 바람직한 디자인은 산 공급 라인의 밸브, 열교환기의 온도 조절, 순환 펌프의 유속 조절 및 상류 유니트(upstream units)의 조작 변수를 위한 상응하는 조절 유니트에 연결되는 조절 유니트가 제공되며, 이에 의해 조절 유니트가 농도계(densiometer)에 연결될 수 있다는 사실을 특징으로 한다. 조절 유니트는 산세척될 재료에 대해 그외에 큰 변화 범위에 걸쳐 어떠한 예비처리에 대해 플랜트의 산세척 효율을 바람직하게 적용할 수 있게 한다.The preferred design of the present invention provides a regulating unit which is connected to a corresponding regulating unit for the valve of the acid feed line, the temperature regulation of the heat exchanger, the flow rate of the circulation pump and the operating parameters of the upstream units, whereby It is characterized by the fact that the control unit can be connected to a densiometer. The control unit makes it possible to preferably apply the plant's pickling efficiency to any pretreatment over a wide range of other changes to the material to be pickled.
다음에, 본 발명을 도면에 따라 실시예에 의해 기술한다.Next, the present invention will be described by way of examples according to the drawings.
제 1도에 도시된 세척 플랜트 1은 두개의 산세척 탱크 2, 2'로 이루어지고, 이들 통해 금속 스트립 3을 이동시킨다. 이들 공급 파이프 4, 4'은 열교환기 5, 5' 그외에 순환 펌프 6, 6'를 포함한다. 밸브 7, 7'를 통해 순환 탱크 T1, T2, T3, T4로부터 산세척 탱크 2, 2'로 산세척산을 공급한다. 산세척 탱크 2, 2'로부터 산세척산을 밸브 8, 8'에 의해 탱크의 초기 9, 9'에 그리고 그의 말단 10, 10'에서 순환 탱크로 다시 공급한다. 산세척 탱크 2, 2'을 산세척산으로서 원하는 농도 및/또는 조성으로 충전하기 위해, 농도 및/또는 조성(재생산 1, 재생 산 2)을 변화시키는, 플루오로수소산(HF), 질산(HNO3), 물 및 여러가지 등급의 재생 산세척산을 위한 공급 파이프를 구비하고 있다. 파이프에서 교대로 각 순환 탱크로 흘러 들어갈 수 있다. 파이프 4, 4'은 각각 조절을 위한 농도계 11, 11' 및 전도도 측정기 12, 12'를 포함하고 있다.The washing plant 1 shown in FIG. 1 consists of two pickling tanks 2, 2 ', through which the metal strip 3 is moved. These feed pipes 4, 4 'include heat exchangers 5, 5' and other circulation pumps 6, 6 '. Pickling acid is fed from the circulation tanks T1, T2, T3 and T4 via valves 7, 7 'to pickling tanks 2 and 2'. Pickling acid from the pickling tanks 2, 2 'is fed back to the circulation tank by valves 8, 8' at the initial 9, 9 'of the tank and at their ends 10, 10'. Hydrofluoric acid (HF), nitric acid (HNO 3 ), varying the concentration and / or composition (reproduction 1, regeneration acid 2), to fill the pickling tanks 2, 2 'with the desired concentration and / or composition as pickling acid. ) And supply pipes for water and various grades of regenerated pickling. The pipes can alternately flow into each circulation tank. Pipes 4 and 4 'each contain densitometers 11 and 11' and conductivity meters 12 and 12 'for regulation, respectively.
각 순환 탱크 T1, T2, T3, T4를 조성 및/또는 농도를 변화시키는 산으로서 충전한다. 적합할 산세척산을 예를들어 산세척될 일 재료 품질을 위한 제일 순환 탱크 T1로부터, 제일 산세척 탱크 2를 위해 사용한다. 산세척 효과는 순환 펌프 6의 유속 및/또는 열교환기 5에 의한 온도 조절에 의해 요구 품질에 적용된다. 예비처리 또는 예를들어 금속 스트립의 제조 속도가 변화된다면, 산세척 효과가 유속 및/또는 온도의 변화에 의해 적절히 적용될 수 있다. 유추하여 동일한 것이 산세척 탱크 2'에서 산세척에 적용된다.Each circulation tank T1, T2, T3, T4 is filled as an acid that changes composition and / or concentration. Suitable pickling acids are used for the first pickling tank 2, for example from the first circulation tank T1 for the quality of the work material to be pickled. The pickling effect is applied to the required quality by adjusting the flow rate of the circulation pump 6 and / or the temperature by the heat exchanger 5. If the pretreatment or for example the production speed of the metal strip is changed, the pickling effect can be applied appropriately by the change of the flow rate and / or the temperature. By analogy the same applies to pickling in pickling tank 2 '.
산세척될 금속 스트립의 품질이 변화된다면, 실제로 변화된 산세척 효과가필요하다. 이러한 변화는 순환 유속 및/또는 온도의 변화에 의해 더 이상 성취될 수 없다. 본 발명에 따라, 전환(switch-over)이 수행되며 순환 탱크 2로부터 산세척산이 사용된다. 유사하게도, 산세척 탱크 2'을 위해 순환 탱크 T3로부터 순환 탱크 T4로 전환이 수행될 수 있다. 단지 일 산세척 단계가 산으로서 조작될 것이라면, 제이 산세척 탱크를 물로서 채울 수 있다. 산세척 효과에 대해 심지어 보다 큰 가변성을 얻기 위하여, 순환 탱크 T3 또는 T4로부터 산을 산세척 탱크 2에 사용할 수 있다. 유사하게도, 순환 탱크 T1 또는 T2로부터 산을 산세척 탱크 2'에 사용할 수 있다. 탱크가 충분히 크다면, 동일한 순환 탱크 T1, T2, T3 또는 T4로부터 산을 산세척 탱크 2 및 2'에 사용할 수 있으며, 가능하게도, 순환 펌프 6, 6'의 유속 또는 열교환기 5, 5'의 가열의 적용에 의해, 산세척 효과가 두개의 산세척 탱크 2, 2'에 대해 서로 다르게 조절될 수 있다. 또한, 농도계 11, 11'이 산세척 탱크 2,2'로부터, 예를들어 배출 밸브 8, 8'의 지역에서 산세척산의 배출부로 설치될 수 있으며, 이로서 폐산세척액의 밀도 및 슬러지의 양이 측정될 수 있다. 전도도 측정기 12, 12'이 또한 질산 함량의 영향을 보상하기 위해 설치될 수 있다. 바람직하게도, 모든 밸브 7, 7', 8, 8', 열교환기 5, 5'의 은도 조절기, 순환 펌프 6, 6'의 유속 조절기, 농도계 11, 11' 그외에 전도도 측정기 12, 12', 산 공급 파이프 및 예비처리 단계의 적합한 조절 변수를 위한 밸브가 재료-관련 변수의 도입 때문에 산세척 효과를 조절하는 조절 유니트에 연결된다.If the quality of the metal strip to be pickled is changed, then actually a changed pickling effect is needed. This change can no longer be achieved by a change in circulation flow rate and / or temperature. According to the invention, a switch-over is carried out and pickling acid from circulation tank 2 is used. Similarly, a switch from circulation tank T3 to circulation tank T4 can be performed for pickling tank 2 '. If only one pickling step is to be operated as acid, the second pickling tank can be filled with water. In order to obtain even greater variability with pickling effect, acids from circulation tanks T3 or T4 can be used in pickling tank 2. Similarly, acid from the circulation tank T1 or T2 can be used in the pickling tank 2 '. If the tank is large enough, acid from the same circulation tanks T1, T2, T3 or T4 can be used for pickling tanks 2 and 2 ', possibly with flow rates of circulation pumps 6 and 6' or with heat exchangers 5 and 5 '. By application of heating, the pickling effect can be adjusted differently for the two pickling tanks 2, 2 '. In addition, densitometers 11 and 11 'can be installed from the pickling tanks 2 and 2' as drains of pickling acid, for example in the areas of the discharge valves 8 and 8 ', thereby measuring the density of the waste pickling liquid and the amount of sludge Can be. Conductivity meters 12, 12 'can also be installed to compensate for the effects of nitric acid content. Preferably, all valves 7, 7 ', 8, 8', silver flow regulators of heat exchangers 5, 5 ', flow rate regulators of circulation pumps 6, 6', densitometers 11, 11 'and other conductivity meters 12, 12', acid Valves for suitable control parameters of the feed pipes and pretreatment stages are connected to the control unit which controls the pickling effect due to the introduction of material-related parameters.
각 순환 탱크에서 여러가지 조작 모드 및 상응하는 산의 사용이 제 2도에 제시된다.The different modes of operation and the use of corresponding acids in each circulation tank are shown in FIG. 2.
제 1 도는 본 발명에 따른 산세척 시스템의 구조를 도시한 도면,1 is a view showing the structure of a pickling system according to the present invention,
제 2 도는 플랜트의 여러가지 교환 옵션을 도시한 도면.2 shows various exchange options of the plant.
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